WO1998045930A2 - Switched-mode power supply with regulation of line current consumption - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a switching power supply with regulation of the mains current consumption with the following features:
  • the task of such known switched mode power supplies is to provide a constant DC voltage at the output terminals of the switching regulator with a sinusoidal mains current consumption as possible.
  • the requirement for a sinusoidal mains current consumption of such switching power supplies arises from a regulation of the EC, according to which power supply units, for example for computers with a power consumption of more than 75, must guarantee a sinusoidal mains current consumption as possible.
  • the task of the power control arrangement is, on the one hand, to effect a sinusoidal mains current consumption at its connection terminals and, on the other hand, to regulate the power delivered to the rectifier arrangement via the output terminals of the power control arrangement in such a way that a bus voltage that is as constant as possible at the output terminals of the rectifier arrangement, is available even at fluctuating loads at the output terminals of the switching regulator.
  • the switching regulator connected downstream of the rectifier arrangement generates a down-transformed, mains-separated and short-circuit proof output voltage for consumers connected to its output terminals from the bus voltage.
  • the object of the first measuring arrangement is to provide a first bus voltage signal which is dependent on the bus voltage and which is fed back via a first feedback branch to the power control arrangement for regulating the output power as a function of the bus voltage.
  • the first feedback branch usually contains an integrator with a long time constant in order to eliminate the influences of an inevitable residual ripple in the bus voltage when regulating the power output by the power control arrangement.
  • a disadvantage of such switching power supplies is that the bus voltage rises sharply when the load at the output terminals of the switching regulator drops before the power control arrangement, due to the integration of the bus voltage signal dependent on the bus voltage, regulates back the output power.
  • Switching power supplies of this type therefore require an overvoltage shutdown which switches off the power control arrangement when the bus voltage exceeds a desired value by a predetermined value, in order to protect the components connected to the output terminals of the rectifier arrangement against destruction.
  • the power control arrangement may switch off for several seconds, which is particularly disadvantageous when an integrated circuit is supplied via the power control arrangement, which contains, for example, the control logic for the power control arrangement or the switching regulator.
  • the object of the present invention is therefore to provide a switching power supply unit with a sinusoidal mains current consumption and a DC voltage that is as independent of the load as possible at the output terminals of the To provide switching regulator, in which the power control arrangement reacts almost immediately to load changes at the output of the switching regulator.
  • a first measuring arrangement which, when the power consumption of the load changes, generates a first control signal which can be coupled into the power control arrangement via a first feedback branch.
  • a first output signal which is dependent on the output voltage is additionally fed back to the power control arrangement via a second feedback branch, wherein in no integrator is necessary for the second feedback branch.
  • the power control arrangement can thus react to load changes at the output terminals of the switching regulator with a change in the power output to the rectifier arrangement with almost no time delay.
  • the power control arrangement advantageously has a power switch which is arranged in parallel with its output terminals and is opened or closed in a controlled manner by control pulses.
  • An open switch means a current flow from the power control arrangement to the rectifier arrangement, while a closed power switch short-circuits the output of the power control arrangement, as a result of which no current flows in the direction of the rectifier arrangement and therefore no power is delivered to the latter.
  • Rectifier power output can thus be regulate, among other things, depending on the duration of the control pulses.
  • the power control arrangement has a subtracting arrangement and a pulse width modulator, the drive pulses being present at an output of the pulse width modulator and an output of the subtracting arrangement being connected to an input of the pulse width modulator.
  • An internally generated current signal is present at a first input of the subtracting arrangement and a control signal is present at a second input. The current signal depends on the current actually flowing into the power control arrangement.
  • control signal is either always an internally generated reference signal which is weighted by a second bus voltage signal applied to an output of the first feedback branch and a second output signal applied to the output of the second feedback branch, or the control signal is dependent on the first or second output signal either the reference signal weighted in the manner described or the first bus voltage signal.
  • the power control arrangement has a multiplier arrangement with three inputs, to which the internally generated reference signal, the second output signal present at the output of the second feedback branch and the second bus voltage signal present at the output of the first feedback branch are present.
  • an output of the multiplier arrangement is connected directly to the second input of the subtracting arrangement.
  • the reference signal which is weighted by multiplication with the second output signal and the second bus voltage signal, represents the signal form of the desired mains current consumption, in most cases a sine function or a sine amount function.
  • the signal present at the input of the pulse width modulator results as the difference between the weighted reference signal and the current signal, the control of the circuit breaker is thus dependent on the deviation of the actual current consumption from the desired current consumption of the power control arrangement.
  • the power control arrangement has a changeover switch in addition to the multiplier arrangement, an output terminal of the changeover switch having the second input of the subtracting arrangement, a first input terminal of the changeover switch having the output of the multiplier arrangement and a second input terminal of the changeover switch having the Output of the first measuring arrangement is connected.
  • the changeover switch is preferably switched depending on the first or second output signal.
  • the changeover switch is switched in such a way that when the power and power consumption of the switched-mode power supply are low, which are below the power limit from which a sinusoidal power consumption is required, the control signal is formed directly by the second bus voltage signal, while larger ones Power consumption in which a sinusoidal mains current consumption is required, the control signal is formed by the weighted reference signal.
  • the second feedback branch has means for adding an offset signal to the first output signal.
  • the pulse width modulator, the multiplier arrangement and the subtracting arrangement of the power control arrangement, a control circuit of the switching regulator and the second feedback branch are preferably monolithically integrated in a semiconductor circuit.
  • the first output signal supplied by the second measuring arrangement is used both in the control circuit of the switching regulator to generate control signals for a second circuit breaker contained in the switching regulator, as well as fed back via the second feedback branch in the power control arrangement for generating control pulses for the circuit breaker.
  • Monolithic integration of the elements mentioned in a semiconductor circuit avoids in particular interface problems and synchronization problems which arise when the elements mentioned are integrated in different semiconductor circuits.
  • the power control arrangement preferably has a bridge rectifier in parallel with the connection terminals of the power control arrangement, an inductor being connected in series with output terminals of the bridge rectifier.
  • the rectifier arrangement preferably has a diode connected in series with its input and a capacitor connected in parallel with its output terminals. This rectifier arrangement designed in this way is easy to implement and effective in its effect.
  • the power control arrangement has a first current sensing resistor, at the terminals of which a voltage proportional to the current flowing in the power control arrangement can be tapped.
  • the first current sensing resistor is preferably connected in series with the inductance.
  • the current control arrangement has a second current sensing resistor, which is connected by a terminal to one of the output terminals of the bridge rectifier, for providing the reference signal.
  • the first measuring arrangement for providing the first bus voltage signal preferably has a voltage divider connected in parallel with the output terminals of the rectifier arrangement, from which a voltage can be tapped on which the first bus voltage signal is dependent.
  • a second inductance is preferably connected in the power control arrangement in such a way that it supplements the inductance to form a transformer, the second inductance being followed by a second rectifier arrangement. This second rectifier arrangement serves to supply voltage to the control logic associated with the power control arrangement or the switching regulator.
  • FIG. 1 block diagram of a switching power supply according to the invention
  • FIG. 2 circuit diagram of a first exemplary embodiment of the switching power supply
  • FIG. 3 circuit diagram of a second embodiment of the switching power supply.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the switching power supply according to the invention. A power control arrangement is shown
  • a rectifier arrangement GLA is connected to the output terminals AK1, AK2 of the power control arrangement LRA and has a first and second output terminal AK3, AK4, between which a bus voltage Vgyg is present.
  • the power control arrangement LRA and the rectifier arrangement GLA together form the PFC controller PFC, which serves to improve the power factor.
  • the rectifier arrangement GLA is connected downstream Switching regulator SCH with a first and second output terminal AK5, AK6, between which an output voltage V ou ⁇ can be tapped and between which a load LA is arranged.
  • Voltage signal BS1 which is fed back to the power control arrangement LRA via a first feedback branch RZl, a second bus voltage signal BS2 being available at the output of the first feedback branch RZl.
  • Such a regulation is generally also referred to as feed forward control.
  • the switching power supply also has a second measuring arrangement MA2 with a first and second input terminal, which are connected to the first and second output terminals AK5, AK6 of the switching regulator SCH.
  • An output signal AS1 which is dependent on the output voltage VOUT is available at an output of the second measuring arrangement MA2.
  • the first output signal AS1 is fed back to the power control arrangement LRA via a second feedback branch RZ2, a second output signal AS2 being present at an output of the second feedback branch RZ2.
  • One embodiment of the switching power supply provides that, in addition to the second bus voltage signal BS2, the first bus voltage signal BS1 is also present at an input of the power control arrangement. This feedback is shown in dashed lines in FIG. 1.
  • FIGS. 2 and 3 show exemplary embodiments of the switched-mode power supply shown in FIG. 1 in the block diagram, the structure of the individual functional blocks being shown in detail in FIGS. 2 and 3.
  • the power control arrangements LRA shown have a bridge rectifier BG, which is connected in parallel to the first and second connection terminals KE1, KE2, whereby an inductance L is in series with output terminals AK7, AK8 of the bridge rectifier BG.
  • the power control arrangements LRA furthermore have a power switch LS, which is connected in parallel to the first and second output terminals AK1, AK2 of the power control arrangement and which is open or closed controlled by control pulses AI.
  • the control pulses AI are generated by a pulse width modulator PWM, which generates the control pulses AI in an oscillator cycle, the duration of the control pulses AI being dependent on an input signal ES present at an input of the pulse width modulator PWM.
  • the pulse width modulator PWM is selected in the present exemplary embodiments so that the drive pulses AI are longer, the larger the input signal ES and vice versa.
  • the circuit breaker LS is closed as long as a control pulse AI is present.
  • the input signal ES of the pulse width modulator PWM results from the difference between a control signal SS and a current signal IS, which is formed by a subtraction arrangement SUB, at whose first input E1 the current signal IS and at whose second input E2 the control signal SS is present.
  • the current signal IS results from the voltage drop across a first current sensing resistor RF1, which is connected in series with the output terminals AK7, AK8 of the bridge rectifier BG. This voltage drop is directly proportional to the current flowing after the bridge rectifier BG in the power control arrangement LRA.
  • a first operational amplifier OP1 forms the current signal IS from the voltage drop that can be picked up at the first current sensing resistor RF1.
  • the control signal SS results from the multiplication of a reference signal RS generated in the power control arrangement LRA with the second bus voltage signal BS2 present at the output of the first feedback branch RZ1 and with the second output signal AS2 present at the output of the second feedback branch RZ2.
  • the multiplication takes place by means of a multiplier arrangement MUL with three inputs, to which the reference signal RS, the second bus voltage signal BS2 and the second output signal AS2 are applied.
  • the control signal results either from the multiplication of the reference signal RS by the second bus voltage signal BS2 and the second output signal AS2 or from the first bus voltage signal BS1.
  • the power control arrangement LRA has a changeover switch S, which is connected with an output terminal to the second input E2 of the subtracting arrangement SUB, which is connected to an input terminal with an output of the multiplier arrangement MUL, and which has a second input terminal with an output of the first measuring arrangement MAI connected is .
  • the changeover switch S is switched depending on the first output signal AS1.
  • a difference signal is formed from an offset signal supplied by a second offset voltage source V 0 pp2 and the first output signal AS1 by a second operational amplifier 0P2 and optionally amplified.
  • the switching takes place in such a way that when the first output signal AS1 falls below a predetermined limit value, the control signal SS is formed by the first bus voltage signal, while when the predetermined limit value is exceeded by the first output signal ASl, the control signal is formed by the product of the reference signal RS, second output signal AS2 and second bus voltage signal BS2 is formed.
  • the reference signal RS results at the output of a second current sensing resistor RF2, which is connected with a terminal to the first output terminal AK7 of the bridge rectifier BG.
  • the rectifier arrangement consists of a diode D, which is connected in series to an input of the rectifier arrangement GLA, and of a capacitor C, which is connected in parallel with the first and second output terminals AK3, AK4 of the rectifier arrangement GLA.
  • the first measuring arrangement MAI has a voltage divider consisting of a series connection of first and second resistors R1, R2, which is connected in parallel to the first and second output terminals AK3, AK4 of the rectifier arrangement GLA.
  • the first measuring arrangement MAI has a center tap M which is connected to an input of a third operational amplifier OP3. Between the second output terminal AK4 of the rectifier arrangement GLA and a second
  • a first reference voltage source V REF 1 is connected to the input of the third operational amplifier OP3. At the output of the third operational amplifier OP3, the first bus
  • Voltage signal BS1 on which results from the difference between the reference voltage V REF 1 and the voltage that can be tapped between the center tap M and the second output terminal AK4.
  • the first bus voltage signal BS1 is therefore smaller, the greater the voltage present between the center tap M and the second output terminal AK4 or the greater the bus voltage V BUS .
  • the first bus voltage signal BS1 is fed back to the multiplication arrangement MUL of the power control arrangement LRA by means of a second feedback branch RZ2, which has an integrating arrangement IN in the two exemplary embodiments shown.
  • a switching regulator SCH is connected to the connection terminals AK3, AK4 of the rectifier arrangement GLA. Chen from a transformer U, a second power switch LS2 connected in series to a primary-side coil of the transformer Ü and a third current sensing resistor RF3 connected in series. A third rectifier arrangement consisting of two diodes D2, D3, an inductor L3 and a capacitor C2 is connected in parallel to a secondary-side coil of the transformer U.
  • the switching regulator SCH also has a second pulse width modulator PWM2, which generates second drive pulses AI2 for driving the second power switch LS2 depending on the first output signal AS1.
  • the second measuring arrangement MA2 shown in FIGS. 2 and 3 has a fourth operational amplifier OP4, which is connected with a first input terminal to the first output terminal AK5 of the switching regulator SCH. Between a second
  • a second reference voltage source V REF 2 is connected to the input terminal of the fourth operational amplifier OP4 and the second output terminal AK6 of the switching regulator SCH.
  • the first is located at an output of the fourth operational amplifier OP4
  • Output signal ASl on which consists of the difference signal of the second reference voltage V REF 2 and the output voltage
  • V Q UT results, which may be amplified by the fourth operational amplifier OP4.
  • the first output signal ASl is therefore smaller, the larger the output voltage V 0TjT .
  • the second feedback branch RZ2 shown in FIG. 2 additionally has a first offset voltage source V 0 ppl and an adder AD for adding an offset signal to the first Most output signal ASl to prevent the second output signal AS2 and thus the control signal SS from becoming zero.
  • the voltage applied to the output terminals AK1, AK2 of the power control arrangement LRA results when the power switch LS is open, neglecting the voltage drop across the first current sensing resistor RF1, from the addition of the voltage applied to the output terminals AK7, AK8 and the voltage applied to the inductance L. , which depends on the energy that was stored in the inductance L when the circuit breaker LS was closed.
  • the task of the power control arrangement LRA is, on the one hand, to ensure that the mains current consumption is as sinusoidal as possible and, on the other hand, to regulate the power delivered to the rectifier arrangement GLA in such a way that the bus voltage V BUS is as constant as possible.
  • the control signal SS then only represents a reference signal RS weighted with a constant factor.
  • the input signal ES of the pulse width modulator PWM then results from the difference between the weighted reference signal RS and the current signal IS.
  • the pulse width modulator PWM is selected so that the duration of the drive pulses AI generated by it is the longer, the larger the input signal ES.
  • the pulse width modulator PWM If the current signal IS, which reproduces the current actually flowing in the power control arrangement LRA, differs greatly from the reference signal RS, which in the present case is an ideal sine magnitude function, then the pulse width modulator PWM generates control pulses AI of greater duration, so that the current consumption when closed Circuit breaker LS rises. Conversely, if the difference between the weighted reference signal RS and the current signal IS is small, the pulse width modulator PWM generates short drive pulses AI, the circuit breaker LS remains closed for a shorter period of time, so that the current consumption cannot increase as much.
  • Integration effects a time delay in a drop in the second bus voltage signal. If the second bus voltage signal BS2 or the second output signal AS2 now drops, the input signal ES also decreases, the pulse width modulator PWM thus generates shorter control pulses, the energy consumed by the inductance L during the duration of the control pulses is reduced and thus the energy delivered to the capacitor C after the activation pulses have ended.
  • the power control arrangement LRA thus provides for a reduction in the power output to the rectifier arrangement GLA and the switching regulator SCH when the bus voltage V BTj g or the output voltage V ou ⁇ increases.
  • the advantage of the present invention lies in a faster regulation of the power output, since changes in the output voltage V Q U without
  • Delay can be attributed to the power control arrangement LRA.
  • the switched-mode power supply shown in FIG. 3 also has a second inductance L ', which supplements the inductance of the power control arrangement LRA to form a second transformer U'.
  • a second rectifier arrangement consisting of two diodes D 1 , D2 ′′ and two capacitors C, C2 ′′ is connected in parallel with the second inductance L ′, and a supply voltage U can be tapped from its output.
  • the supply voltage U can be used to supply voltage to the control logic of the power control arrangement LRA or of the switching regulator SCH by means of connections (not shown here). Since in the switching power supply according to the invention the power gel arrangement does not have to be switched off due to overload, a constant voltage supply to the control logic is ensured.

Abstract

The invention relates to a switched-mode power supply with a power regulating device regulating the consumption of a line current, and a rectifier connected to said power regulating device (LRA), provided with output terminals and an available bus voltage (VBUS). A switched mode regulator (SCH) is connected to the output terminals of the rectifier (GLA). An output voltage (VOUT) can be tapped from the output terminals of said switch-mode regulator (SCH). Both the bus voltage (VBUS) and the output voltage (VOUT) are backcoupled to the power regulating device (LRA) by means of feedback branches (RZ1, RZ2).

Description

Beschreibungdescription
Schaltnetzteil mit Regelung der NetzstromaufnahmeSwitching power supply with regulation of the mains current consumption
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltnetzteil mit Regelung der Netzstromaufnahme mit folgenden Merkmalen:The present invention relates to a switching power supply with regulation of the mains current consumption with the following features:
(a) mindestens einem Power-Factor-Controller,(a) at least one power factor controller,
(al) der eine Leistungsregelanordnung zur Regelung der Netzstromaufnahme und eine Gleichrichteranordnung aufweist, (a2) mit zwei Eingangsanschlüssen, an welchen eine Netzspannung in das Schaltnetzteil einkoppelbar ist und (a3) mit zwei Ausgangsklemmen, an welchen eine Bus- Spannung abgreifbar ist,(al) which has a power control arrangement for regulating the mains current consumption and a rectifier arrangement, (a2) with two input connections, to which a mains voltage can be coupled into the switched-mode power supply, and (a3) with two output terminals, from which a bus voltage can be tapped,
(b) einen an den Ausgangs lemmen der Gleichrichteranordnung angeschlossenen Schaltregler, an dessen Ausgangsklemmen eine AusgangsSpannung abgreifbar ist,(b) a switching regulator connected to the output terminals of the rectifier arrangement, from whose output terminals an output voltage can be tapped,
(c) eine dem Schaltregler nachgeschaltete, zwischen dessen Ausgangsklemmen angeordnete Last.(c) a load connected downstream of the switching regulator and arranged between its output terminals.
Aufgabe derartiger bekannter Schaltnetzteile ist es, eine möglichst konstante Gleichspannung an den Ausgangsklemmen des Schaltreglers bei möglichst sinusförmiger Netzstromaufnahme zur Verfügung zu stellen. Die Forderung nach einer sinusförmigen Netzstromaufnahme derartiger Schaltnetzteile ergibt sich aus einer Verordnung der EG, wonach Netzteile, beispielsweise für Computer bei einer Leistungsaufnahme von mehr als 75 eine möglichst sinusförmige Netzstromaufnahme gewähr- leisten müssen.The task of such known switched mode power supplies is to provide a constant DC voltage at the output terminals of the switching regulator with a sinusoidal mains current consumption as possible. The requirement for a sinusoidal mains current consumption of such switching power supplies arises from a regulation of the EC, according to which power supply units, for example for computers with a power consumption of more than 75, must guarantee a sinusoidal mains current consumption as possible.
Aufgabe der Leistungsregelanordnung ist es, einerseits eine sinusförmige Netzstromaufnahme an deren Anschlußklemmen zu bewirken und andererseits die über die Ausgangsklemmen der Leistungsregelanordnung an die Gleichrichteranordnung abgegebene Leistung so zu regeln, daß an den Ausgangsklemmen der Gleichrichteranordnung eine möglichst konstante Bus-Spannung, auch bei schwankender Last an den Ausgangsklemmen des Schaltreglers, zur Verfügung steht. Der der Gleichrichteran- ordung nachgeschaltete Schaltregier erzeugt aus der Bus- Spannung eine heruntertransformierte, netzgetrennte und kurz- schlußfeste AusgangsSpannung für an dessen Ausgangsklemmen angeschlossene Verbraucher. Aufgabe der ersten Meßanordung ist es, ein von der Bus-Spannung abhängiges erstes Bus- Spannungssignal zur Verfügung zu stellen, welches über einen ersten Rückkopplungszweig an die Leistungsregelanordnung zur Regelung der abgegebenen Leistung in Abhängigkeit von der Bus-Spannung zurückgekoppelt ist. Der erste Rückkopplungs- zweig enthält bei derartigen Schaltnetzteilen üblicherweise einen Integrierer mit langer Zeitkonstante, um die Einflüsse einer unvermeidlichen Restwelligkeit der Bus-Spannung bei der Regelung der von der Leistungsregelanordnung abgegebenen Leistung zu eliminieren.The task of the power control arrangement is, on the one hand, to effect a sinusoidal mains current consumption at its connection terminals and, on the other hand, to regulate the power delivered to the rectifier arrangement via the output terminals of the power control arrangement in such a way that a bus voltage that is as constant as possible at the output terminals of the rectifier arrangement, is available even at fluctuating loads at the output terminals of the switching regulator. The switching regulator connected downstream of the rectifier arrangement generates a down-transformed, mains-separated and short-circuit proof output voltage for consumers connected to its output terminals from the bus voltage. The object of the first measuring arrangement is to provide a first bus voltage signal which is dependent on the bus voltage and which is fed back via a first feedback branch to the power control arrangement for regulating the output power as a function of the bus voltage. In such switching power supplies, the first feedback branch usually contains an integrator with a long time constant in order to eliminate the influences of an inevitable residual ripple in the bus voltage when regulating the power output by the power control arrangement.
Nachteilig bei derartigen Schaltnetzteilen ist, daß die Bus- Spannung bei Absinken der Last an den Ausgangsklemmen des Schaltreglers stark ansteigt, bevor die Leistungsregelanordnung, bedingt durch die Integration des von der Bus-Spannung abhängigen Bus-Spannungssignals, die abgegebene Leistung zurückregelt. Derartige Schaltnetzteile benötigen deshalb eine Überspannungsabschaltung, die die Leistungsregelanordnung aussschaltet, wenn die Bus-Spannung einen Sollwert um einen vorgegebenen Wert überschreitet, um damit die an den Ausgangsklemmen der Gleichrichteranordnung angeschlossenen Bauteile vor Zerstörung zu schützen. Hieraus ergibt sich, daß die Leistungsregelanordnung unter Umständen für mehrere Se- künden abschaltet, was insbesondere dann ungünstig ist, wenn über die Leistungsregelanordnung eine integrierte Schaltung versorgt wird, welche beispielsweise die Steuerlogik für die Leistungsregelanordnung oder den Schaltregler enthält.A disadvantage of such switching power supplies is that the bus voltage rises sharply when the load at the output terminals of the switching regulator drops before the power control arrangement, due to the integration of the bus voltage signal dependent on the bus voltage, regulates back the output power. Switching power supplies of this type therefore require an overvoltage shutdown which switches off the power control arrangement when the bus voltage exceeds a desired value by a predetermined value, in order to protect the components connected to the output terminals of the rectifier arrangement against destruction. The result of this is that the power control arrangement may switch off for several seconds, which is particularly disadvantageous when an integrated circuit is supplied via the power control arrangement, which contains, for example, the control logic for the power control arrangement or the switching regulator.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Schalt - netzteil mit sinusförmiger Netzstromaufnahme und möglichst lastunabhängiger Gleichspannung an den Ausgangsklemmen des Schaltreglers bereit zu stellen, bei welchem die Leistungsregelanordnung nahezu verzögerungsfrei auf Laständerungen am Ausgang des Schaltreglers reagiert .The object of the present invention is therefore to provide a switching power supply unit with a sinusoidal mains current consumption and a DC voltage that is as independent of the load as possible at the output terminals of the To provide switching regulator, in which the power control arrangement reacts almost immediately to load changes at the output of the switching regulator.
Erfindungsgemäß wird diese Augabe durch ein Schaltnetzteil der eingangs genannten Art gelöst, bei demAccording to the invention, this issue is solved by a switching power supply of the type mentioned at the beginning, in which
(d) eine erste Meßanordnung vorgesehen ist, die bei einer Änderung der Leistungsaufnahme der Last ein erstes Regelsignal erzeugt, das über einen ersten Rückkopplungszweig in die Leistungsregelanordnung einkoppelbar ist.(d) a first measuring arrangement is provided which, when the power consumption of the load changes, generates a first control signal which can be coupled into the power control arrangement via a first feedback branch.
Neben einem von der Bus-Spannung abhängigen ersten Bus- SpannungsSignals, welches nach Integration an die Leistungs- regelanordnung zurückgekoppelt ist, wird bei dem erfindungs- gemäßen Schaltnetzteil zusätzlich ein von der Ausgangsspannung abhängiges erstes Ausgangssignal über einen zweiten Rückkopplungszweig an die Leistungsregelanordnung zurückgekoppelt, wobei in dem zweiten Rückkopplungszweig kein Integrierer notwendig ist. Die Leistungsregelanordnung kann so nahezu ohne Zeitverzögerung auf Laständerungen an den Ausgangsklemmen des Schaltreglers mit Änderung der Leistungsabgabe an die Gleichrichteranordnung reagieren.In addition to a first bus voltage signal which is dependent on the bus voltage and which is fed back to the power control arrangement after integration, in the switching power supply according to the invention a first output signal which is dependent on the output voltage is additionally fed back to the power control arrangement via a second feedback branch, wherein in no integrator is necessary for the second feedback branch. The power control arrangement can thus react to load changes at the output terminals of the switching regulator with a change in the power output to the rectifier arrangement with almost no time delay.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Vorteilhafterweise weist die Leistungsregelanordnung einen parallel zu deren Ausgangsklemmen angeordneten Leistungs- schalter auf, der gesteuert durch AnSteuerimpulse geöffnet oder geschlossen ist. Ein geöffneter Schalter bedeutet einen Stromfluß von der Leistungsregelanordnung zu der Gleichrichteranordnung, während ein geschlossener Leistungsschalter den Ausgang der Leistungsregelanordnung kurzschließt, wodurch kein Strom in Richtung der Gleichrichteranordnung fließt und damit keine Leistung an diese abgegeben wird. Die an dieThe power control arrangement advantageously has a power switch which is arranged in parallel with its output terminals and is opened or closed in a controlled manner by control pulses. An open switch means a current flow from the power control arrangement to the rectifier arrangement, while a closed power switch short-circuits the output of the power control arrangement, as a result of which no current flows in the direction of the rectifier arrangement and therefore no power is delivered to the latter. The to the
Gleichrichteranordnung abgegebene Leistung läßt sich somit unter anderem abhängig von der Dauer der Ansteuerimpulse regulieren.Rectifier power output can thus be regulate, among other things, depending on the duration of the control pulses.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Leistungsregelanordnung eine Subtrahieranordnung und einen Pulsweitenmodulator aufweist, wobei an einem Ausgang des Pulsweitenmodulators die Ansteuerimpulse anliegen und ein Ausgang der Subtrahieranordnung mit einem Eingang des Pulsweitenmodulators verbunden ist . An einem ersten Eingang der Subtrahieranordnung liegt hierbei ein intern erzeugtes Stromsignal und an einem zweiten Eingang ein Steuersignal an. Das Stromsignal ist abhängig von dem tatsächlich in die Leistungsregelanordnung fließenden Strom. Das Steuersignal ist je nach Ausführungsform der Erfindung entweder immer ein in- tern erzeugtes Referenzsignal, welches durch ein an einem Ausgang des ersten Rückkopplungszweiges anliegendes zweites Bus-Spannungssignal und ein am Ausgang des zweiten Rückkopplungszweiges anliegendes zweites Ausgangssignal gewichtet ist, oder das Steuersignal ist abhängig von dem ersten oder zweiten Ausgangssignal entweder das in der beschriebenen Weise gewichtete Referenzsignal oder das erste Bus- Spannungssignal .According to a further embodiment, it is provided that the power control arrangement has a subtracting arrangement and a pulse width modulator, the drive pulses being present at an output of the pulse width modulator and an output of the subtracting arrangement being connected to an input of the pulse width modulator. An internally generated current signal is present at a first input of the subtracting arrangement and a control signal is present at a second input. The current signal depends on the current actually flowing into the power control arrangement. Depending on the embodiment of the invention, the control signal is either always an internally generated reference signal which is weighted by a second bus voltage signal applied to an output of the first feedback branch and a second output signal applied to the output of the second feedback branch, or the control signal is dependent on the first or second output signal either the reference signal weighted in the manner described or the first bus voltage signal.
So sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, daß die Lei- stungsregelanordnung eine Multiplizieranordnung mit drei Eingängen aufweist, an welchen das intern erzeugte Referenzsignal, das am Ausgang des zweiten Rückkopplungszweiges anliegende zweite Ausgangssignal und das am Ausgang des ersten Rückkopplungszweiges anliegende zweite Bus-Spannungssignal anliegen. Ein Ausgang der Multiplizieranordnung ist bei dieser Ausführungsform direkt mit dem zweiten Eingang der Subtrahieranordnung verbunden. Das Referenzsignal, welches durch Multiplikation mit dem zweiten Ausgangssignal und dem zweiten Bus-Spannungssignal gewichtet ist, gibt die Signalform der gewünschten Netzstromaufnähme, in den meisten Fällen eine Sinusfunktion oder eine Sinusbetragfunktion, wieder. Das am Eingang des Pulsweitenmodulators anliegende Signal ergibt sich als Differenz des gewichteten Referenzsignals und des Stromsignals, die Ansteuerung des Leistungsschalters erfolgt somit abhängig von der Abweichung der tatsächlichen Stromaufnahme von der gewünschten Stromaufnahme der Leistungsrege- lanordnung.One embodiment of the invention provides that the power control arrangement has a multiplier arrangement with three inputs, to which the internally generated reference signal, the second output signal present at the output of the second feedback branch and the second bus voltage signal present at the output of the first feedback branch are present. In this embodiment, an output of the multiplier arrangement is connected directly to the second input of the subtracting arrangement. The reference signal, which is weighted by multiplication with the second output signal and the second bus voltage signal, represents the signal form of the desired mains current consumption, in most cases a sine function or a sine amount function. The signal present at the input of the pulse width modulator results as the difference between the weighted reference signal and the current signal, the control of the circuit breaker is thus dependent on the deviation of the actual current consumption from the desired current consumption of the power control arrangement.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Leistungsregelanordnung zusätzlich zu der Multiplizieranordnung einen Wechselschalter aufweist, wobei eine Ausgangsklem- me des Wechselschalters mit dem zweiten Eingang der Subtrahieranordnung, eine erste Eingangsklemme des Wechselschalters mit dem Ausgang der Multiplizieranordnung und eine zweite Eingangsklemme des Wechselschalters mit dem Ausgang der ersten Meßanordnung verbunden ist. Das Umschalten des Wechsel- Schalters erfolgt vorzugsweise abhängig von dem ersten oder zweiten Ausgangssignal . Das Umschalten des Wechselschalters erfolgt derart, daß bei geringen an Verbraucher abgegebenen Leistungen und Leistungsaufnahmen des Schaltnetzteils, welche unter dem Leistungsgrenzwert liegen, ab welchem eine sinus- förmige Netzstromaufnahme gefordert ist, das Steuersignal direkt durch das zweite Bus-Spannungssignal gebildet ist, während bei größeren Leistungsaufnahmen, bei welchen eine sinusförmige Netzstromaufnahme gefordert ist, das Steuersignal durch das gewichtete Referenzsignal gebildet wird.According to a further embodiment, it is provided that the power control arrangement has a changeover switch in addition to the multiplier arrangement, an output terminal of the changeover switch having the second input of the subtracting arrangement, a first input terminal of the changeover switch having the output of the multiplier arrangement and a second input terminal of the changeover switch having the Output of the first measuring arrangement is connected. The changeover switch is preferably switched depending on the first or second output signal. The changeover switch is switched in such a way that when the power and power consumption of the switched-mode power supply are low, which are below the power limit from which a sinusoidal power consumption is required, the control signal is formed directly by the second bus voltage signal, while larger ones Power consumption in which a sinusoidal mains current consumption is required, the control signal is formed by the weighted reference signal.
Um bei einer Ausführungsform ohne Wechselschalter zu verhindern, daß das Steuersignal Null wird, weist der zweite Rückkopplungszweig Mittel zur Addition eines Offsetsignals zu dem ersten Ausgangssignal auf.In order to prevent the control signal from becoming zero in an embodiment without a changeover switch, the second feedback branch has means for adding an offset signal to the first output signal.
Vorzugsweise sind der Pulsweitenmodulator, die Multiplizieranordnung und die Subtrahieranordnung der Leistungsregelanordnung, eine Steuerschaltung des Schaltreglers und der zweite Rückkopplungszweig in einer Halbleiterschaltung mono- lithisch integriert. Das von der zweiten Meßanordnung gelieferte erste Ausgangssignal dient sowohl in der Steuerschaltung des Schaltreglers zur Erzeugung von Steuersignalen für einen im Schaltregler enthaltenen zweiten Leistungsschalter, als auch über den zweiten Rückkopplungszweig zurückgekoppelt in der Leistungsregelanordnung zur Erzeugung von Ansteuerim- pulsen für den Leistungsschalter. Durch monolithische Inte- gration der genannten Elemente in einer Halbleiterschaltung werden insbesondere Schnittstellenprobleme und Synchronisationsprobleme vermieden, die sich bei Integration der genannten Elemente in unterschiedlichen Halbleiterschaltungen ergeben.The pulse width modulator, the multiplier arrangement and the subtracting arrangement of the power control arrangement, a control circuit of the switching regulator and the second feedback branch are preferably monolithically integrated in a semiconductor circuit. The first output signal supplied by the second measuring arrangement is used both in the control circuit of the switching regulator to generate control signals for a second circuit breaker contained in the switching regulator, as well as fed back via the second feedback branch in the power control arrangement for generating control pulses for the circuit breaker. Monolithic integration of the elements mentioned in a semiconductor circuit avoids in particular interface problems and synchronization problems which arise when the elements mentioned are integrated in different semiconductor circuits.
Die Leistungsregelanordnung weist vorzugsweise einen Brük- kengleichrichter parallel zu den Anschlußklemmen der Leistungsregelanordnung auf, wobei eine Induktivität in Reihe zu Ausgangsklemmen des Brückengleichrichters geschaltet ist.The power control arrangement preferably has a bridge rectifier in parallel with the connection terminals of the power control arrangement, an inductor being connected in series with output terminals of the bridge rectifier.
Die Gleichrichteranordnung weist bevorzugt eine in Reihe zu deren Eingang geschaltete Diode und einen parallel zu deren Ausgangsklemmen geschalteten Kondensator auf. Diese so gestaltete Gleichrichteranordnung ist einfach zu realisieren und effektiv in ihrer Wirkung.The rectifier arrangement preferably has a diode connected in series with its input and a capacitor connected in parallel with its output terminals. This rectifier arrangement designed in this way is easy to implement and effective in its effect.
Zur Bereitstellung des Stromsignals besitzt die Leistungsre- gelanordung einen ersten Stromfühlwiderstand, an dessen Klemmen eine zu dem in der Leistungsregelanordnung fließenden Strom proportionale Spannung abgreifbar ist. Der erste Strom- fühlwiderstand ist vorzugsweise in Reihe zu der Induktivität geschaltet. Weiterhin weist die Stromregelanordnung einen zweiten Stromfühlwiderstand, der mit einer Klemme mit einer der Ausgangsklemmen des Brückengleichrichters verbunden ist, zur Bereitstellung des Referenzsignals auf.To provide the current signal, the power control arrangement has a first current sensing resistor, at the terminals of which a voltage proportional to the current flowing in the power control arrangement can be tapped. The first current sensing resistor is preferably connected in series with the inductance. Furthermore, the current control arrangement has a second current sensing resistor, which is connected by a terminal to one of the output terminals of the bridge rectifier, for providing the reference signal.
Die erste Meßanordnung zur Bereitstellung des ersten Bus- SpannungsSignals besitzt vorzugsweise einen parallel zu den Ausgangsklemmen der Gleichrichteranordnung geschalteten Spannungsteiler, an welchem eine Spannung abgreifbar ist, von der das erste Bus-Spannungssignal abhängig ist. Vorzugsweise ist in der Leistungsregelanordnung eine zweite Induktivität so geschaltet, daß sie die Induktivität zu einem Übertrager ergänzt, wobei der zweiten Induktivität eine zweite Gleichrichteranordnung nachgeschaltet ist . Diese zweite Gleichrichteranordnung dient zur Spannungsversorgung der zu der Leistungsregelanordnung bzw. dem Schaltregler gehörigen Steuerlogik.The first measuring arrangement for providing the first bus voltage signal preferably has a voltage divider connected in parallel with the output terminals of the rectifier arrangement, from which a voltage can be tapped on which the first bus voltage signal is dependent. A second inductance is preferably connected in the power control arrangement in such a way that it supplements the inductance to form a transformer, the second inductance being followed by a second rectifier arrangement. This second rectifier arrangement serves to supply voltage to the control logic associated with the power control arrangement or the switching regulator.
Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit Ausfüh- rungs-beispielen anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below in connection with exemplary embodiments with reference to figures. Show it:
Figur 1 Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Schaltnetzteils,FIG. 1 block diagram of a switching power supply according to the invention,
Figur 2 Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des Schaltnetzteils ,FIG. 2 circuit diagram of a first exemplary embodiment of the switching power supply,
Figur 3 Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels des Schaltnetzteils.Figure 3 circuit diagram of a second embodiment of the switching power supply.
In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Signale und Bauteile mit gleicher Bedeutung.Unless otherwise stated, the same reference symbols in the figures denote the same signals and components with the same meaning.
Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild des Schaltnetzteils nach der Erfindung. Dargestellt sind eine LeistungsregelanordnungFigure 1 shows a block diagram of the switching power supply according to the invention. A power control arrangement is shown
LRA mit einer ersten und zweiten Anschlußklemme KE1, KE2, zwischen welchen eine Netzspannung Vjjgrpz anliegt, und einer ersten und zweiten Ausgangsklemme AK1, AK2. An den Ausgangsklemmen AK1, AK2 der Leistungsregelanordnung LRA ist eine Gleichrichteranordnung GLA angeschlossen, die eine erste und zweite Ausgangsklemme AK3 , AK4 aufweist, zwischen welchen eine Bus-Spannung Vgyg anliegt. Die Leistungsregelanordnung LRA und die Gleichrichteranordnung GLA bilden zusammen den PFC- Controller PFC, der der Verbesserung des Leistungsfaktors dient. Der Gleichrichteranordnung GLA nachgeschaltet ist ein Schaltregler SCH mit einer ersten und zweiten Ausgangsklemme AK5, AK6, zwischen welchen eine AusgangsSpannung Vouτ abgreifbar ist und zwischen denen eine Last LA angeordnet ist .LRA with a first and second connection terminal KE1, KE2, between which a mains voltage V jj grpz is present, and a first and second output terminal AK1, AK2. A rectifier arrangement GLA is connected to the output terminals AK1, AK2 of the power control arrangement LRA and has a first and second output terminal AK3, AK4, between which a bus voltage Vgyg is present. The power control arrangement LRA and the rectifier arrangement GLA together form the PFC controller PFC, which serves to improve the power factor. The rectifier arrangement GLA is connected downstream Switching regulator SCH with a first and second output terminal AK5, AK6, between which an output voltage V ouτ can be tapped and between which a load LA is arranged.
Eine erste Meßanordnung MAI mit Eingangsklemmen, zwischen denen die Bus-Spannung Vgrjg anliegt, liefert an ihrem Ausgang ein von der Bus-Spannung VBTJS abhängiges erstes Bus-A first measuring arrangement MAI with input terminals, between which the bus voltage Vgr j g is applied, supplies at its output a first bus voltage which is dependent on the bus voltage V BT JS.
Spannungssignal BS1, welches über einen ersten Rückkopplungs- zweig RZl an die Leistungsregelanordnung LRA zurückgekoppelt ist, wobei am Ausgang des ersten Rückkopplungszweiges RZl ein zweites Bus-Spannungssignal BS2 zur Verfügung steht. Eine derartige Regelung wird allgemein auch als Störgrößenvorauf- Schaltung (engl.: Feed Forward Control) bezeichnet.Voltage signal BS1, which is fed back to the power control arrangement LRA via a first feedback branch RZl, a second bus voltage signal BS2 being available at the output of the first feedback branch RZl. Such a regulation is generally also referred to as feed forward control.
Das Schaltnetzteil weist weiterhin eine zweite Meßanordnung MA2 mit einer ersten und zweiten Eingangsklemme auf, die mit der ersten und zweiten Ausgangsklemme AK5, AK6 des Schaltreglers SCH verbunden sind. An einem Ausgang der zweiten Meßanordnung MA2 steht ein von der AusgangsSpannung VOUT abhän- giges Ausgangssignal AS1 zur Verfügung. Das erste Ausgangssignal AS1 ist über einen zweiten Rückkopplungszweig RZ2 an die Leistungsregelanordnung LRA zurückgekoppelt, wobei an einem Ausgang des zweiten Rückkopplungszweiges RZ2 ein zweites Ausgangssignal AS2 anliegt. Eine Ausführungsform des Schalt- netzteils sieht vor, daß neben dem zweiten Bus- Spannungssignals BS2 auch das erste Bus-Spannungssignal BS1 an einem Eingang der Leistungsregelanordnung anliegt. Diese Rückkopplung ist in Figur 1 gestrichelt dargestellt.The switching power supply also has a second measuring arrangement MA2 with a first and second input terminal, which are connected to the first and second output terminals AK5, AK6 of the switching regulator SCH. An output signal AS1 which is dependent on the output voltage VOUT is available at an output of the second measuring arrangement MA2. The first output signal AS1 is fed back to the power control arrangement LRA via a second feedback branch RZ2, a second output signal AS2 being present at an output of the second feedback branch RZ2. One embodiment of the switching power supply provides that, in addition to the second bus voltage signal BS2, the first bus voltage signal BS1 is also present at an input of the power control arrangement. This feedback is shown in dashed lines in FIG. 1.
Die Figuren 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele des in Figur 1 im Blockschaltbild dagestellten Schaltnetzteils, wobei in den Figuren 2 und 3 der Aufbau der einzelnen Funktionsblöcke detailliert dargestellt ist.FIGS. 2 and 3 show exemplary embodiments of the switched-mode power supply shown in FIG. 1 in the block diagram, the structure of the individual functional blocks being shown in detail in FIGS. 2 and 3.
Die dargestellten Leistungsregelanordnungen LRA weisen einen Brückengleichrichter BG auf, der parallel zu der ersten und zweiten Anschlußklemme KE1, KE2 geschaltet ist, wobei sich eine Induktivität L in Reihe zu Ausgangsklemmen AK7, AK8 des Brückengleichrichters BG befindet. Die Leistungsregelanordnungen LRA weisen weiterhin einen Leistungsschalter LS auf, welcher parallel zu der ersten und zweiten Ausgangsklemme AK1, AK2 der Leistungsregelanordnung geschaltet ist und welcher gesteuert durch Ansteuerimpulse AI geöffnet oder geschlossen ist.The power control arrangements LRA shown have a bridge rectifier BG, which is connected in parallel to the first and second connection terminals KE1, KE2, whereby an inductance L is in series with output terminals AK7, AK8 of the bridge rectifier BG. The power control arrangements LRA furthermore have a power switch LS, which is connected in parallel to the first and second output terminals AK1, AK2 of the power control arrangement and which is open or closed controlled by control pulses AI.
Die Erzeugung der Ansteuerimpulse AI erfolgt durch einen Pulsweitenmodulator PWM, der die Ansteuerimpulse AI in einem Oszillatortakt erzeugt, wobei die Dauer der Ansteuerimpulse AI abhängig von einem an einem Eingang des Pulsweitenmodulators PWM anliegenden Eingangssignal ES ist. Der Pulsweitenmodulator PWM ist in den vorliegenden Ausführungsbeispielen so gewählt, daß die Ansteuerimpulse AI um so länger sind, je größer das Eingangssignal ES ist und umgekehrt. Der Leistungsschalter LS ist solange geschlossen, solange ein An- steuerimpuls AI anliegt.The control pulses AI are generated by a pulse width modulator PWM, which generates the control pulses AI in an oscillator cycle, the duration of the control pulses AI being dependent on an input signal ES present at an input of the pulse width modulator PWM. The pulse width modulator PWM is selected in the present exemplary embodiments so that the drive pulses AI are longer, the larger the input signal ES and vice versa. The circuit breaker LS is closed as long as a control pulse AI is present.
Das Ξingangssignal ES des Pulsweitenmodulators PWM ergibt sich bei beiden Ausführungsbeispielen aus der Differenz eines Steuersignals SS und einem Stromsignal IS, welche durch eine Subtrahieranordnung SUB gebildet wird, an deren erstem Eingang El das Stromsignal IS und an deren zweitem Eingang E2 das Steuersignal SS anliegt. Das Stromsignal IS ergibt sich aus dem Spannungsabfall an einem ersten Stromfühlwiderstand RF1, welcher in Reihe zu den Ausgangsklemmen AK7 , AK8 des Brückengleichrichters BG geschaltet ist . Dieser Spannungsabfall ist direkt proportional zu dem nach dem Brückengleich- richter BG in der Leistungsregel -anordnung LRA fließenden Strom. Ein erster Operationsverstärker OP1 bildet aus dem an dem ersten Stromfühlwiderstand RF1 abgreifbaren Spannungsabfall das Stromsignal IS.In both exemplary embodiments, the input signal ES of the pulse width modulator PWM results from the difference between a control signal SS and a current signal IS, which is formed by a subtraction arrangement SUB, at whose first input E1 the current signal IS and at whose second input E2 the control signal SS is present. The current signal IS results from the voltage drop across a first current sensing resistor RF1, which is connected in series with the output terminals AK7, AK8 of the bridge rectifier BG. This voltage drop is directly proportional to the current flowing after the bridge rectifier BG in the power control arrangement LRA. A first operational amplifier OP1 forms the current signal IS from the voltage drop that can be picked up at the first current sensing resistor RF1.
Das Steuersignal SS ergibt sich bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel aus der Multiplikation eines in der Leistungsregelanordnung LRA erzeugten Referenzsignals RS mit dem am Ausgang des ersten Rückkopplungszweiges RZl anliegenden zweiten Bus-Spannungssignals BS2 und mit am Ausgang des zweiten Rückkopplungszweiges RZ2 anliegenden zweiten Ausgangssignals AS2. Die Multiplikation erfolgt mittels einer Multiplizieranordnung MUL mit drei Eingängen, an welchen das Referenzsignal RS, das zweite Bus-Spannungssignal BS2 und das zweite Ausgangssignal AS2 anliegen.In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the control signal SS results from the multiplication of a reference signal RS generated in the power control arrangement LRA with the second bus voltage signal BS2 present at the output of the first feedback branch RZ1 and with the second output signal AS2 present at the output of the second feedback branch RZ2. The multiplication takes place by means of a multiplier arrangement MUL with three inputs, to which the reference signal RS, the second bus voltage signal BS2 and the second output signal AS2 are applied.
Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich das Steuersignal entweder aus der Multiplikation des Referenzsignals RS mit dem zweiten Bus -Spannungssignal BS2 und dem zweiten Ausgangssignal AS2 oder aus dem ersten Bus- Spannungssignal BS1. Hierzu weist die Leistungsregelanordnung LRA einen Wechselschalte S auf, der mit einer Ausgangsklemme mit dem zweiten Eingang E2 der Subtrahieranordnung SUB verbunden ist, der mit einer Eingangsklemme mit einem Ausgang der Multiplizieranordnung MUL verbunden ist und der mit einer zweiten Eingangsklemme mit einem Ausgang der ersten Meßanordnung MAI verbunden ist .In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, the control signal results either from the multiplication of the reference signal RS by the second bus voltage signal BS2 and the second output signal AS2 or from the first bus voltage signal BS1. For this purpose, the power control arrangement LRA has a changeover switch S, which is connected with an output terminal to the second input E2 of the subtracting arrangement SUB, which is connected to an input terminal with an output of the multiplier arrangement MUL, and which has a second input terminal with an output of the first measuring arrangement MAI connected is .
Das Umschalten des Wechselschalters S erfolgt in dem dargestellten Beispiel abhängig von dem ersten Ausgangssignal ASl.In the example shown, the changeover switch S is switched depending on the first output signal AS1.
Hierzu wird ein Differenzsignal aus einem von einer zweiten Offsetspannungsquelle V0pp2 gelieferten Offsetsignals und dem ersten Ausgangssignal ASl durch einen zweiten Operationsverstärker 0P2 gebildet und gegebenenfalls verstärkt. Das Umschalten erfolgt derart, daß bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes durch das erste Ausgangssignal ASl das Steuersignal SS durch das erste Bus-Spannungssignal gebildet wird, während bei Überschreiten des vorgegebenen Grenzwertes durch das erste Ausgangssignal ASl das Steuersignal durch das Produkt aus Referenzsignal RS, zweitem Ausgangssignal AS2 und zweitem Bus-Spannungssignal BS2 gebildet wird.For this purpose, a difference signal is formed from an offset signal supplied by a second offset voltage source V 0 pp2 and the first output signal AS1 by a second operational amplifier 0P2 and optionally amplified. The switching takes place in such a way that when the first output signal AS1 falls below a predetermined limit value, the control signal SS is formed by the first bus voltage signal, while when the predetermined limit value is exceeded by the first output signal ASl, the control signal is formed by the product of the reference signal RS, second output signal AS2 and second bus voltage signal BS2 is formed.
Das Referenzsignal RS ergibt sich bei beiden Ausführungsbei- spielen am Ausgang eines zweiten Stromfühlwiderstands RF2 , welcher mit einer Klemme mit der ersten Ausgangsklemme AK7 des Brückengleichrichters BG verbunden ist.In both exemplary embodiments, the reference signal RS results at the output of a second current sensing resistor RF2, which is connected with a terminal to the first output terminal AK7 of the bridge rectifier BG.
Die Gleichrichteranordnung besteht in beiden Ausführungsbei- spielen aus einer Diode D, welche in Reihe zu einem Eingang der Gleichrichteranordnung GLA geschaltet ist und aus einem Kondensator C, der parallel zu der ersten und zweiten Ausgangsklemme AK3 , AK4 der Gleichrichteranordnung GLA geschaltet ist.In both exemplary embodiments, the rectifier arrangement consists of a diode D, which is connected in series to an input of the rectifier arrangement GLA, and of a capacitor C, which is connected in parallel with the first and second output terminals AK3, AK4 of the rectifier arrangement GLA.
Die erste Meßanordnung MAI weist einen Spannungsteiler bestehend aus einer Reihenschaltung eines ersten und zweiten Widerstands Rl, R2 auf, die parallel zu der ersten und zweiten Ausgangsklemme AK3 , AK4 der Gleichrichteranordnung GLA ge- schaltet ist. Die erste Meßanordnung MAI besitzt einen Mittenabgriff M, der mit einem Eingang eines dritten Operationsverstärkers OP3 verbunden ist. Zwischen der zweiten Ausgangsklemme AK4 der Gleichrichteranordnung GLA und einem zweitenThe first measuring arrangement MAI has a voltage divider consisting of a series connection of first and second resistors R1, R2, which is connected in parallel to the first and second output terminals AK3, AK4 of the rectifier arrangement GLA. The first measuring arrangement MAI has a center tap M which is connected to an input of a third operational amplifier OP3. Between the second output terminal AK4 of the rectifier arrangement GLA and a second
Eingang des dritten Operationsverstärkers OP3 ist eine erste Referenzspannungsquelle VREF1 geschaltet. Am Ausgang des dritten Operationsverstärkers OP3 liegt das erste Bus-A first reference voltage source V REF 1 is connected to the input of the third operational amplifier OP3. At the output of the third operational amplifier OP3, the first bus
Spannungssignal BSl an, welches sich aus der Differenz der Referenzspannung VREF1 und der zwischen dem Mittenabgriff M und der zweiten Ausgangsklemme AK4 abgreifbaren Spannung er- gibt. Das erste Bus-Spannungssignal BSl ist somit umso kleiner, je größer die zwischen dem Mittenabgriff M und der zweiten Ausgangsklemme AK4 anliegende Spannung bzw. je größer die Bus-Spannung VBUS ist.Voltage signal BS1 on, which results from the difference between the reference voltage V REF 1 and the voltage that can be tapped between the center tap M and the second output terminal AK4. The first bus voltage signal BS1 is therefore smaller, the greater the voltage present between the center tap M and the second output terminal AK4 or the greater the bus voltage V BUS .
Die Rückführung des ersten Bus-Spannungssignals BSl an die Multiplikationsanordnung MUL der Leistungsregelanordnung LRA erfolgt mittels eines zweiten Rückkopplungszweiges RZ2 , der bei beiden dargestellten Ausführungsbeispielen eine Integrieranordnung IN aufweist .The first bus voltage signal BS1 is fed back to the multiplication arrangement MUL of the power control arrangement LRA by means of a second feedback branch RZ2, which has an integrating arrangement IN in the two exemplary embodiments shown.
An den Anschlußklemmen AK3 , AK4 der Gleichrichteranordnung GLA ist ein Schaltregler SCH angeschlossen, der im wesentli- chen aus einem Übertrager Ü, einem in Reihe zu einer primär- seitigen Spule des Übertragers Ü geschalteten zweiten Leistungsschalter LS2 und einem in Reihe dazu geschalteten dritten Stromfühlwiderstand RF3 aufweist. Parallel zu einer se- kundärseitigen Spule des Übertragers Ü ist eine dritte Gleichrichteranordnung bestehend aus zwei Dioden D2 , D3 , einer Induktivität L3 und einem Kondensator C2 geschaltet. Der Schaltregler SCH weist weiterhin einen zweiten Pulsweitenmodulator PWM2 auf, der zweite Ansteuerimpulse AI2 zur Ansteue- rung des zweiten Leistungsschalters LS2 abhängig von dem ersten Ausgangssignal ASl erzeugt.A switching regulator SCH is connected to the connection terminals AK3, AK4 of the rectifier arrangement GLA. Chen from a transformer U, a second power switch LS2 connected in series to a primary-side coil of the transformer Ü and a third current sensing resistor RF3 connected in series. A third rectifier arrangement consisting of two diodes D2, D3, an inductor L3 and a capacitor C2 is connected in parallel to a secondary-side coil of the transformer U. The switching regulator SCH also has a second pulse width modulator PWM2, which generates second drive pulses AI2 for driving the second power switch LS2 depending on the first output signal AS1.
Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte zweite Meßanordnung MA2 weist einen vierten Operationsverstärker OP4 auf, der mit ei- ner ersten Eingangsklemme mit der ersten Ausgangsklemme AK5 des Schaltreglers SCH verbunden ist. Zwischen einer zweitenThe second measuring arrangement MA2 shown in FIGS. 2 and 3 has a fourth operational amplifier OP4, which is connected with a first input terminal to the first output terminal AK5 of the switching regulator SCH. Between a second
Eingangsklemme des vierten Operationsverstärkers OP4 und der zweiten Ausgangsklemme AK6 des Schaltreglers SCH ist eine zweite Referenzspannungsquelle VREF2 geschaltet. An einem Ausgang des vierten Operationsverstärkers OP4 liegt das ersteA second reference voltage source V REF 2 is connected to the input terminal of the fourth operational amplifier OP4 and the second output terminal AK6 of the switching regulator SCH. The first is located at an output of the fourth operational amplifier OP4
Ausgangssignal ASl an, welches sich aus dem Differenzsignal der zweiten Referenzspannung VREF2 und der AusgangsSpannungOutput signal ASl on, which consists of the difference signal of the second reference voltage V REF 2 and the output voltage
VQUT ergibt, das gegebenenfalls durch den vierten Operationsverstärker OP4 verstärkt ist. Das erste Ausgangssignal ASl ist somit umso kleiner, je größer die AusgangsSpannung V0TjT ist .V Q UT results, which may be amplified by the fourth operational amplifier OP4. The first output signal ASl is therefore smaller, the larger the output voltage V 0TjT .
Wie in den Fig. 2 und 3 angedeutet, besteht die Möglichkeit, das erste Ausgangssignal (ASl) potentialfrei, beispielsweise mittels eines Optokopplers (OK) , von der zweiten Meßanordnung (MA2) an den Schaltregler (SCH) und an den zweiten Rückkopplungszweig (RZ2) zu übertragen.As indicated in FIGS. 2 and 3, there is the possibility of floating the first output signal (ASl), for example by means of an optocoupler (OK), from the second measuring arrangement (MA2) to the switching regulator (SCH) and to the second feedback branch (RZ2 ) transferred to.
Der in Fig. 2 dargestellte zweite Rückkopplungszweig RZ2 weist zusätzlich eine erste Offsetspannungsquelle V0ppl und einen Addierer AD zur Addition eines Offsetsignals zu dem er- sten Ausgangssignal ASl auf, um zu verhindern, daß das zweite Ausgangssignal AS2 und damit das Steuersignal SS Null wird.The second feedback branch RZ2 shown in FIG. 2 additionally has a first offset voltage source V 0 ppl and an adder AD for adding an offset signal to the first Most output signal ASl to prevent the second output signal AS2 and thus the control signal SS from becoming zero.
Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Schaltnetzteils wird nachfolgend anhand des in Fig. 2 dargestellten Ausführungs- beispiels unter Annahme einer sinusförmigen Netzspannung VNETZ beschrieben.The mode of operation of the switched-mode power supply according to the invention is described below with reference to the exemplary embodiment shown in FIG. 2, assuming a sinusoidal mains voltage V NETZ.
Bei Anliegen eines AnSteuerimpulses AI an dem Leistungsschal- ter LS wird dieser geschlossen und es fließt ein Strom über die erste Ausgangsklemme AK7 des Brückengleichrichtes BG, die Induktivität L, den Leistungsschalter LS, den ersten Stromfühlwiderstand RF1 und die zweite Ausgangsklemme AK8 des Brückengleichrichters BG. Die an den Ausgangsklemmen AKl, AK2 der Leistungsregelanordnung anliegende Spannung ist bei geschlossenem Leistungsschalter LS nahezu Null. Nach Beendigung eines AnSteuerimpulses AI und Öffnen des Leistungsschalters LS fließt ein Strom über die Induktivität L in die Gleichrichteranordnung GLA, in der der Kondensator C über die Diode D aufgeladen wird. Die an den Ausgangsklemmen AKl, AK2 der Leistungsregelanordnung LRA anliegende Spannung ergibt sich bei geöffnetem Leistungsschalter LS, unter Vernachlässigung der an dem ersten Stromfühlwiderstand RF1 abfallenden Spannung, aus der Addition der an den Ausgangsklemmen AK7 , AK8 anliegenden Spannung und der an der Induktivität L anliegenden Spannung, welche von der Energie abhängt, die bei geschlossenem Leistungsschalter LS in die Induktivität L gespeichert wurde .When a control pulse AI is applied to the circuit breaker LS, this is closed and a current flows through the first output terminal AK7 of the bridge rectifier BG, inductance L, the circuit breaker LS, the first current sensing resistor RF1 and the second output terminal AK8 of the bridge rectifier BG. The voltage applied to the output terminals AK1, AK2 of the power control arrangement is almost zero when the power switch LS is closed. After the end of a drive pulse AI and opening of the circuit breaker LS, a current flows through the inductance L into the rectifier arrangement GLA, in which the capacitor C is charged via the diode D. The voltage applied to the output terminals AK1, AK2 of the power control arrangement LRA results when the power switch LS is open, neglecting the voltage drop across the first current sensing resistor RF1, from the addition of the voltage applied to the output terminals AK7, AK8 and the voltage applied to the inductance L. , which depends on the energy that was stored in the inductance L when the circuit breaker LS was closed.
Da die Frequenz, mit welcher die Ansteuerimpulse AI erzeugt werden, um mehrere Zehnerpotenzen über der maximalen Frequenz der an den Ausgangsklemmen AK7 , AK8 des Brückengleichrichtes BG anliegenden Spannung liegt, kann diese Spannung für die Dauer der Ansteuerimpulse annähernd als konstant angenommen werden. Es gilt somit, daß die von der Induktivität L bei geschlossenem Leistungsschalter LS aufgenommene Energie, welche bei geöffneten Leistungsschalter LS an den Kondensator C ab- gegeben wird, umso größer ist, je länger der Leistungsschalter LS geschlossen ist, je länger also die Ansteuerimpulse AI sind.Since the frequency with which the drive pulses AI are generated is several powers of ten above the maximum frequency of the voltage present at the output terminals AK7, AK8 of the bridge rectifier BG, this voltage can be assumed to be approximately constant for the duration of the drive pulses. It is therefore true that the energy absorbed by the inductance L when the circuit breaker LS is closed and which is transferred to the capacitor C when the circuit breaker LS is open. is given, the greater the longer the circuit breaker LS is closed, the longer the drive pulses AI.
Aufgabe der Leistungsregelanordnung LRA ist es einerseits, für eine möglichst sinusförmige Netzstromaufnahme zu sorgen und andererseits, die an die Gleichrichteranordnung GLA abgegebene Leistung so zu regeln, daß eine möglichst konstante Bus-Spannung VBUS vorliegt. Unter der Annahme, daß sich das Stromsignal IS schnell im Verhältnis zu dem zweiten Bus- Spannungssignal BS2 und dem zweiten Ausgangssignal AS2 ändert, soll die Regelung des Eingangsstroms im folgenden für ein konstantes zweites Bus-Spannungssignal BS2 und ein konstantes zweites Ausgangssignal AS2 betrachtet werden. Das Steuersignal SS stellt dann lediglich ein mit einem konstanten Faktor gewichtetes Referenzsignal RS dar. Das Eingangssignal ES des Pulsweitenmodulators PWM ergibt sich dann aus der Differenz des gewichteten Referenzsignals RS mit dem Stromsignal IS. Der Pulsweitenmodulator PWM ist so gewählt, daß die Dauer der vom ihm erzeugten Ansteuerimpulse AI umso länger ist, je größer das Eingangssignal ES ist.The task of the power control arrangement LRA is, on the one hand, to ensure that the mains current consumption is as sinusoidal as possible and, on the other hand, to regulate the power delivered to the rectifier arrangement GLA in such a way that the bus voltage V BUS is as constant as possible. Assuming that the current signal IS changes rapidly in relation to the second bus voltage signal BS2 and the second output signal AS2, the regulation of the input current will be considered below for a constant second bus voltage signal BS2 and a constant second output signal AS2. The control signal SS then only represents a reference signal RS weighted with a constant factor. The input signal ES of the pulse width modulator PWM then results from the difference between the weighted reference signal RS and the current signal IS. The pulse width modulator PWM is selected so that the duration of the drive pulses AI generated by it is the longer, the larger the input signal ES.
Weicht das Stromsignal IS, welches den tatsächlich in der Leistungsregelanordnung LRA fließenden Strom wiedergibt, stark von dem Referenzsignal RS, welches im vorliegenden Fall eine ideale Sinusbetragsfunktion ist, ab, so erzeugt der Pulsweitenmodulator PWM Ansteuerimpulse AI von größerer Dauer, so daß die Stromaufnahme bei geschlossenem Leistungs- schalter LS steigt. Ist umgekehrt die Differenz zwischen dem gewichteten Referenzsignal RS und dem Stromsignal IS klein, erzeugt der Pulsweitenmodulator PWM kurze Ansteuerimpulse AI, der Leistungsschalter LS bleibt für kürzere Zeitdauer geschlossen, so daß die Stromaufnahme nicht so stark ansteigen kann.If the current signal IS, which reproduces the current actually flowing in the power control arrangement LRA, differs greatly from the reference signal RS, which in the present case is an ideal sine magnitude function, then the pulse width modulator PWM generates control pulses AI of greater duration, so that the current consumption when closed Circuit breaker LS rises. Conversely, if the difference between the weighted reference signal RS and the current signal IS is small, the pulse width modulator PWM generates short drive pulses AI, the circuit breaker LS remains closed for a shorter period of time, so that the current consumption cannot increase as much.
Während sich das Referenzsignal RS bei einer Netzfrequenz von 50 Hz mit einer Frequenz von 100 Hz ändert, ändert sich die durch das zweite Bus-Spannungssignal BS2 und das zweite Ausgangssignal AS2 hervorgerufene Gewichtung des Referenzsignals im Verhältnis dazu sehr langsam. Ein Absinken der Last an den Ausgangsklemmen AK5 , AK6 des Schaltreglers SCH bedeutet ein Ansteigen der AusgangsSpannung VQUT' die sich sofort in einemWhile the reference signal RS changes at a mains frequency of 50 Hz with a frequency of 100 Hz, the changes weighting of the reference signal caused by the second bus voltage signal BS2 and the second output signal AS2 is very slow in relation thereto. A decrease in the load at the output terminals AK5, AK6 of the switching regulator SCH means an increase in the output voltage V Q UT 'which is immediately in one
Absinken des zweiten Ausgangssignals AS2 auswirkt, und ein Ansteigen der Bus-Spannung VBTjg, die sich bedingt durch dieDecreases the second output signal AS2 affects, and an increase in the bus voltage V BTj g, which is caused by the
Integration zeitverzögert in einem Absinken des zweiten Bus- Spannungssignals auswirkt. Sinkt nun das zweite Bus- Spannungssignal BS2 oder das zweite Ausgangssignal AS2 ab, so verringert sich auch das Eingangssignal ES, der Pulsweitenmodulator PWM erzeugt damit kürzere Ansteuerimpulse, die von der Induktivität L während der Dauer der Ansteuerimpulse aufgenommene Energie verringert sich und damit verringert sich die nach Beendigung der Ansteuerimpulse an den Kondensator C abgegebene Energie .Integration effects a time delay in a drop in the second bus voltage signal. If the second bus voltage signal BS2 or the second output signal AS2 now drops, the input signal ES also decreases, the pulse width modulator PWM thus generates shorter control pulses, the energy consumed by the inductance L during the duration of the control pulses is reduced and thus the energy delivered to the capacitor C after the activation pulses have ended.
Die Leistungsregelanordnung LRA sorgt also bei ansteigender Bus-Spannung VBTjg oder ansteigender AusgangsSpannung Vouτ für eine Verringerung der Leistungsabgabe an die Gleichrichteranordnung GLA und den Schaltregler SCH. Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in einer schnelleren Regelung der Leistungsabgabe, da Änderungen der AusgangsSpannung VQU ohneThe power control arrangement LRA thus provides for a reduction in the power output to the rectifier arrangement GLA and the switching regulator SCH when the bus voltage V BTj g or the output voltage V ouτ increases. The advantage of the present invention lies in a faster regulation of the power output, since changes in the output voltage V Q U without
Verzögerung an die Leistungsregelanordnung LRA zurückgeführt werden.Delay can be attributed to the power control arrangement LRA.
Das in Fig. 3 dargestellte Schaltnetzteil weist weiterhin eine zweite Induktivität L' auf, welche die Induktivität der Leistungsregelanordnung LRA zu einem zweiten Übertrager Ü' ergänzt. Parallel zu der zweiten Induktivität L' ist eine aus zwei Dioden D1, D2 ' ' und zwei Kondensatoren C, C2 ' ' bestehende zweite Gleichrichteranordnung geschaltet, an derem Ausgang eine Versorgungsspannung U abgreifbar ist. Die Versorgungsspannung U kann mittels hier nicht näher dargestellte Verbindungen zur Spannungsversorgung der Steuerlogik der Leistungsregelanordnung LRA bzw. des Schaltreglers SCH dienen. Da bei dem erfindungsgemäßen Schaltnetzteil die Leistungsre- gelanordnung nicht bedingt durch Überlast abgeschaltet werden muß, ist eine ständige Spannungsversorgung der Steuerlogik gewährleistet . The switched-mode power supply shown in FIG. 3 also has a second inductance L ', which supplements the inductance of the power control arrangement LRA to form a second transformer U'. A second rectifier arrangement consisting of two diodes D 1 , D2 ″ and two capacitors C, C2 ″ is connected in parallel with the second inductance L ′, and a supply voltage U can be tapped from its output. The supply voltage U can be used to supply voltage to the control logic of the power control arrangement LRA or of the switching regulator SCH by means of connections (not shown here). Since in the switching power supply according to the invention the power gel arrangement does not have to be switched off due to overload, a constant voltage supply to the control logic is ensured.

Claims

Patentansprüche claims
1. Schaltnetzteil mit folgenden Merkmalen:1. Switching power supply with the following features:
(a) mindestens einen Power-Factor-Controller (PFC) , (al) der eine Leistungsregelanordnung (LRA) zur Regelung der Netzstromaufnahme und eine Gleichrichteranordnung (GLA) aufweist,(a) at least one power factor controller (PFC), (al) which has a power control arrangement (LRA) for regulating the mains current consumption and a rectifier arrangement (GLA),
(a2) mit zwei Eingangsanschlüssen (KE1,KE2), an welchen eine Netzspannung (VNetz) in das Schaltnetzteil ein- koppelbar ist und(a2) with two input connections (KE1, KE2), to which a mains voltage (V mains ) can be coupled into the switching power supply and
(a3) mit zwei Ausgangsklemmen (AK3,AK4), an welchen eine Bus -Spannung (VBUS) abgreifbar ist,(a3) with two output terminals (AK3, AK4), at which a bus voltage (V BUS ) can be tapped,
(b) einen an den Ausgangsklemmen (AK3, AK4) der Gleichrichteranordnung (GLA) angeschlossenen Schaltregler (SCH) , an dessen Ausgangsklemmen (AK5, AK6) eine AusgangsSpannung (VQUT) abgreifbar ist,(b) a switching regulator (SCH) connected to the output terminals (AK3, AK4) of the rectifier arrangement (GLA), from whose output terminals (AK5, AK6) an output voltage (VQUT) can be tapped,
(c) eine dem Schaltregler (SCH) nachgeschaltete, zwischen dessen Ausgangsklemmen (AK5, AK6) angeordnete Last (LA) , dadurch gekennzeichnet, daß (d) eine erste Meßanordnung (MA2) vorgesehen ist, die bei einer Änderung der Leistungsaufnahme der Last (LA) ein erstes Regelsignal (ASl) erzeugt, das über einen ersten Rückkopplungszweig (RZ2) in die Leistungsregelanordnung (LRA) einkoppelbar ist.(c) a load (LA) connected downstream of the switching regulator (SCH) and arranged between its output terminals (AK5, AK6), characterized in that (d) a first measuring arrangement (MA2) is provided, which changes when the power consumption of the load ( LA) generates a first control signal (ASl) which can be coupled into the power control arrangement (LRA) via a first feedback branch (RZ2).
2. Schaltnetzteil nach Anspruch 1,2. switching power supply according to claim 1,
(e) mit einer zweiten Meßanordnung (MAI) zum Bereitstellen eines von der Bus-Spannung (VBτjg) abhängigen zweiten Regelsignals (BSl) vorgesehen ist und (f) mit einer StörgrößenvoraufSchaltung , die einen zweiten Rückkopplungszweig (RZl) mit einer Integrieranordnung (IN) zur Rückkopplung des zweiten Regelsignals (BSl) an die Leistungsregelanordnung (LRA) aufweist. (e) is provided with a second measuring arrangement (MAI) for providing a second control signal (BSl) which is dependent on the bus voltage (V B τ j g) and (f) with a disturbance variable pre-circuit which connects a second feedback branch (RZl) with a Integrating arrangement (IN) for feeding back the second control signal (BSl) to the power control arrangement (LRA).
3. Schaltnetzteil nach Anspruch 2, mit einer den ersten Rückkopplungszweig (RZ2) enthaltenden ersten Regelschleife und mit einer den zweiten Rückkopplungszweig (RZl) enthaltenden zweiten Regelschleife, wobei die er- ste Regelschleife eine Signaländerung sehr viel schneller ausregelt als die zweite Regelschleife.3. Switched-mode power supply according to claim 2, with a first control loop containing the first feedback branch (RZ2) and with a second control loop containing the second feedback branch (RZ1), the first control loop compensating for a signal change much faster than the second control loop.
4. Schaltnetzteil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsregelanordnung (LRA) einen parallel zu deren Ausgangsklemmen (AKl, AK2) angeordneten Leistungsschalter (LS) aufweist, der gesteuert durch Ansteuerimpulse (AI) geöffnet oder geschlossen ist.4. Switched-mode power supply according to one of the preceding claims, characterized in that the power control arrangement (LRA) has a power switch (LS) which is arranged in parallel with its output terminals (AK1, AK2) and is opened or closed in a controlled manner by control pulses (AI).
5. Schaltnetzteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsregelanordnung (LRA) eine Subtrahieranordnung (SUB) und einen Pulsweitenmodulator (PWM) aufweist, wobei an einem Ausgang des Pulsweitenmodulators (PWM) die Ansteuerim- pulse (AI) anliegen, ein Ausgang der Subtrahieranordnung5. Switched-mode power supply according to Claim 4, characterized in that the power control arrangement (LRA) has a subtracting arrangement (SUB) and a pulse width modulator (PWM), the drive pulses (AI) being present at an output of the pulse width modulator (PWM), an output of the Subtracting arrangement
(SUB) mit einem Eingang des Pulsweitenmodulators (PWM) verbunden ist, und wobei an einem ersten Eingang (El) der Subtrahieranordnung (SUB) ein intern erzeugtes Stromsignal (IS) und an einem zweiten Eingang (E2) ein Steuersignal (SS) an- liegt.(SUB) is connected to an input of the pulse width modulator (PWM), and an internally generated current signal (IS) is connected to a first input (El) of the subtracting arrangement (SUB) and a control signal (SS) to a second input (E2). lies.
6. Schaltnetzteil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsregelanordnung (LRA) eine Multiplizieranordnung (MUL) mit drei Eingängen aufweist, an welchen ein intern erzeugtes Referenzsignal (RS) , ein am Ausgang des ersten Rückkopplungszweiges (RZ2) anliegendes Ausgangssignal (AS2) und ein am Ausgang des ersten Rückkopplungszweiges anliegendes Bus-Spannungssignal (BS2) anliegt. 6. Switching power supply according to one of the preceding claims, characterized in that the power control arrangement (LRA) has a multiplier arrangement (MUL) with three inputs, to which an internally generated reference signal (RS), an output signal present at the output of the first feedback branch (RZ2) ( AS2) and a bus voltage signal (BS2) present at the output of the first feedback branch.
7. Schaltnetzteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang der Multiplizieranordnung (MUL) mit dem zweiten Eingang (E2) der Subtrahieranordnung (SUB) verbunden ist.7. Switching power supply according to claim 6, characterized in that an output of the multiplier arrangement (MUL) is connected to the second input (E2) of the subtracting arrangement (SUB).
8. Schaltnetzteil nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsregelanordnung (LRA) einen gesteuerten Wechselschalter (S) aufweist, dessen eine Ausgangs lemme mit dem zweiten Eingang (E2) der Subtrahieranordnung verbunden ist, der mit einer ersten Eingangsklemme mit dem Ausgang der Multiplizieranordnung (MUL) und der mit einer zweiten Eingangsklemme mit dem Ausgang der zweiten Meßanordnung (MAI) verbunden ist.8. Switched-mode power supply according to one of claims 6 or 7, characterized in that the power control arrangement (LRA) has a controlled changeover switch (S), one of whose output terminals is connected to the second input (E2) of the subtractor arrangement, which has a first input terminal the output of the multiplier arrangement (MUL) and which is connected with a second input terminal to the output of the second measuring arrangement (MAI).
9. Schaltnetzteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Wechselschalters (S) abhängig von dem ersten Regelsignal (ASl) dem Ausgangssignal (AS2) erfolgt.9. Switching power supply according to claim 8, characterized in that the control of the changeover switch (S) is dependent on the first control signal (ASl), the output signal (AS2).
10. Schaltnetzteil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Rückkopplungszweig (RZ2) Mittel (VQppl, AD) zur Addition eines Offsetsignals zu dem ersten Regelsignal (ASl) aufweist.10. Switching power supply according to one of the preceding claims, characterized in that the first feedback branch (RZ2) has means (VQppl, AD) for adding an offset signal to the first control signal (ASl).
11. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulsweitenmodulator (PWM) , die Multiplizieranordnung (MUL) , die Subtrahieranordnung (SUB) , eine Steuerschaltung des Schaltreglers und der zweite Rückkopplungszweig (RZ2) monolithisch in einer Halbleiterschaltung integriert sind. 11. Switching power supply according to one of the preceding claims, characterized in that the pulse width modulator (PWM), the multiplier arrangement (MUL), the subtracting arrangement (SUB), a control circuit of the switching regulator and the second feedback branch (RZ2) are monolithically integrated in a semiconductor circuit.
12. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leistungsregelanordnung (LRA) ein Brückengleichrichter (BG) parallel zu den A schlußklemmen (KE1, KE2) geschaltet ist, wobei eine Induktivität (L) in Reihe zu Ausgangsklemmen (AK7, AK8) des Brückengleichrichters (BG) geschaltet ist.12. Switched-mode power supply according to one of the preceding claims, characterized in that in the power control arrangement (LRA) a bridge rectifier (BG) is connected in parallel with the A terminal blocks (KE1, KE2), an inductance (L) being connected in series with output terminals (AK7, AK8) of the bridge rectifier (BG) is connected.
13. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichteranordnung (GLA) eine in Reihe zu deren Eingang geschaltete Diode (D) und einen parallel zu deren Ausgangsklemmen (AK3, AK4) geschalteten Kondensator (C) aufweist.13. Switched-mode power supply according to one of the preceding claims, characterized in that the rectifier arrangement (GLA) has a diode (D) connected in series with its input and a capacitor (C) connected in parallel with its output terminals (AK3, AK4).
14. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromregelanordnung (SRA) einen ersten Stromfühlwiderstand (RF1) aufweist, an dessen Klemmen eine zu dem Stromsignal (IS) proportionale Spannung abgreifbar ist.14. Switching power supply according to one of the preceding claims, characterized in that the current control arrangement (SRA) has a first current sensing resistor (RF1), at the terminals of which a voltage proportional to the current signal (IS) can be tapped.
15. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsregelanordnung (LRA) einen zweiten Stromfühlwiderstand (RF2) zur Bereitstellung des Referenzsignals (RS) aufweist.15. Switching power supply according to one of the preceding claims, characterized in that the power control arrangement (LRA) has a second current sensing resistor (RF2) for providing the reference signal (RS).
16. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Meßanordnung (MAI) aus einem parallel zu den Ausgangsklemmen (AK3, AK4) der Gleichrichteranordnung (GLA) geschalteten Spannungsteiler (Rl, R2) besteht.16. Switching power supply according to one of the preceding claims, characterized in that the first measuring arrangement (MAI) consists of a voltage divider (R1, R2) connected in parallel with the output terminals (AK3, AK4) of the rectifier arrangement (GLA).
17. Schaltnetzteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zweite Induktivität L' aufweist, welche die Induktivität L zu einem Übertrager ergänzt, wobei der zweiten Induk- tivität L' eine zweite Gleichrichteranordnung nachgeschaltet ist. 17. Switched-mode power supply according to one of the preceding claims, characterized in that it has a second inductor L 'which supplements the inductor L to form a transformer, the second inductor Activity L 'is connected to a second rectifier arrangement.
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